CH706925A1

CH706925A1 - Lötanlage mit einer Lotpumpe.

Info

Publication number: CH706925A1
Application number: CH01645/12A
Authority: CH
Inventors: Vinzenz Bissig
Original assignee: Kirsten Soldering Ag
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2014-03-14

Abstract

Eine Lötanlage umfasst eine Lotpumpe (3) zum Löten von Bauteilen, die auf einer Leiterplatte montiert sind, wobei die Leiterplatten in einer horizontal verlaufenden Transportrichtung (2) durch die Lötanlage transportiert werden. Die Lotpumpe umfasst eine Lotdüse (4) mit einer Wellenplatte (5), die eine erste, ebene Fläche (7) und eine zweite Fläche (8) aufweist. Die erste Fläche (7) ist waagrecht und somit parallel zur Transportrichtung (2) ausgerichtet und mit mindestens einer Öffnung (6) zur Bildung einer Lotwelle versehen. Die zweite Fläche (8) ist in Transportrichtung (2) gesehen nach der ersten Fläche (7) angeordnet und gegenüber der ersten Fläche (7) um einen vorbestimmten Winkel (α) geneigt. Die mindestens eine Öffnung der Lotdüse ist bevorzugt ein länglicher Schlitz, der quer zur Transportrichtung (2) verläuft.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Lötanlage mit einer Lotpumpe zum Löten oder Verzinnen von Werkstücken, insbesondere von Leiterplatten oder Keramiksubstraten und dergleichen, die mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückt sind oder bestückt werden.

[0002] Eine solche Lötanlage ist beispielsweise bekannt aus der WO 2007 137 952.

[0003] Die zu lötenden Werkstücke werden immer komplexer, die Bestückung dichter, und bisher verschiedene Prozessschritte sollen in einem einzigen Schritt durchgeführt werden. Es gibt zum Beispiel Leiterplatten, bei denen einzelne Gebiete mit einer abstehenden Umrandung ausgebildet sind, die sich deshalb nur schlecht löten lassen. Es kommt bei solchen Leiterplatten dann zu unerwünschten Lotfehlern.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das einwandfreie Löten von komplexen Leiterplatten mittels des Wellenlotverfahrens zu ermöglichen.

[0005] Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

[0006] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und anhand der Zeichnung näher erläutert. <tb>Fig. 1<SEP>zeigt eine Lötanlage zum Löten von Werkstücken, <tb>Fig. 2<SEP>zeigt eine Lotpumpe mit einer Lotdüse mit einer Wellenplatte, und <tb>Fig. 3 – 9<SEP>zeigen verschiedene Ausführungsformen der Wellenplatte.

[0007] Die Fig. 1 zeigt eine Lötanlage 1 zum Löten oder Verzinnen von Werkstücken, insbesondere von Leiterplatten oder Keramiksubstraten und dergleichen, die mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen bestückt sind oder bestückt werden. Die Werkstücke werden in einer vorbestimmten Transportrichtung 2 durch die Lötanlage 1 befördert. Die Transportrichtung 2 der Werkstücke verläuft in horizontaler Richtung. Die Lötanlage 1 ist bei diesem Beispiel aus Modulen zusammengesetzt, die in Transportrichtung 2 hintereinander angeordnet und miteinander verbunden sind. Die Module entsprechen den einzelnen Arbeitsschritten der Lötanlage. Beispiele für Module sind Fluxer, Vorwärmmodul, Lotmodul, Abkühlungsmodul, Belademodul und Entlademodul. Die Lötanlage 1, bzw. das Lotmodul, enthält eine Lotpumpe 3 zum Erzeugen einer Lotwelle.

[0008] Die Fig. 2 zeigt schematisch und in seitlicher Ansicht die Lotpumpe 3. Die Lotpumpe 3 umfasst eine Lotdüse 4. Die Lotdüse 4 umfasst eine Wellenplatte 5, die mindestens eine Öffnung 6 aufweist, durch die das Lot gepumpt wird, um eine Lotwelle zu erzeugen. Die Wellenplatte 5 ist vorzugsweise lösbar an der Lotpumpe 3 befestigbar. Die Wellenplatte 5 weist eine erste Räche 7 und eine zweite Fläche 8 auf, die nahtlos oder getrennt durch eine Stufe aneinander angrenzen und in Transportrichtung 2 gesehen nacheinander angeordnet sind, nämlich zuerst die erste Fläche 7 und dann die zweite Fläche 8. Die erste Fläche 7 ist eine ebene Fläche, die waagrecht ausgerichtet ist und sich somit parallel zur horizontal verlaufenden Transportrichtung 2 der Werkstücke erstreckt. Die erste Fläche 7 enthält die mindestens eine Öffnung 6, durch die die Lotpumpe 3 Lot pumpt und so eine Lotwelle erzeugt. Die mindestens eine Öffnung 6 ist, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, vorzugsweise ein länglicher Schlitz 9, der quer zur Transportrichtung 2 verläuft. Mit dem Schlitz 9 ist eine verhältnismässig ruhig und gleichmässig fliessende Lotwelle erzeugbar. Anstelle einer einzigen Öffnung 6 können alternativ eine Vielzahl von Löchern vorhanden sein, die in quer zur Transportrichtung 2 verlaufenden Reihen angeordnet sind. Von dieser Ausführungsform stammt auch der Begriff «Lochblech», mit dem die Wellenplatte 5 üblicherweise bezeichnet wird. Die Grösse des Gebiets, das von dem Schlitz 9 (bzw. mehreren Schlitzen 9) oder von den Löchern belegt ist, bestimmt die Breite der Lotwelle, die sich also auf einfache Weise durch Auswechseln der Wellenplatte 5 an verschiedene Anforderungen anpassen lässt.

[0009] Die zweite Fläche 8 ist gegenüber der ersten Fläche 7 und somit auch gegenüber der Waagrechten um einen vorbestimmten Winkel α geneigt, nämlich nach unten, so dass der Abstand zwischen der Waagrechten und der zweiten Fläche 8 in Transportrichtung 2 gesehen langsam und stetig zunimmt. Der Winkel α liegt bei allen Ausführungsformen in einem Bereich von etwa 1° bis 10°, typischerweise bei 2° bis 5°. Die zweite Fläche 8 kann eine ebene Fläche, oder eine gekrümmte Fläche oder eine Fläche sein, die zunächst eben ist und dann in eine gekrümmte Fläche übergeht. Das Ende der zweiten Fläche 8 kann abgebogen sein. Die zweite Fläche 8 kann zudem mit Löchern versehen sein, die das Abfliessen des Lots unterstützen. Die Lotpumpe 3 pumpt das Lot durch die Lotdüse 4. Die dadurch entstehende Lotwelle fliesst in der Zeichnung nach links und rechts und auf der rechten Seite über die geneigte Fläche 8 ab und zurück zur Lotpumpe 3 wie dies durch Pfeile angedeutet ist.

[0010] Die Fig. 3 und 5 bis 9 zeigen mehrere Ausführungsbeispiele der Wellenplatte 5, wobei die Wellenplatte 5 in den Figuren auf der linken Seite in Aufsicht und auf der rechten Seite im Schnitt zu sehen ist. Aus Gründen der zeichnerischen Klarheit ist die Schnittansicht gegenüber der Aufsicht in einem grösseren Massstab gezeichnet. Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der in der Fig. 3 gezeigten Wellenplatte 5. <tb>Fig. 3<SEP>Die erste Fläche 7 enthält entweder einen einzigen Schlitz 9 oder wie dargestellt zwei Schlitze 9 oder mehrere Schlitze, die parallel zueinander verlaufen. Das Ende der zweiten Fläche 8 ist nach unten umgebogen. <tb>Fig. 5<SEP>Die erste Fläche 7 enthält eine Vielzahl von Löchern 10, die in quer zur Transportrichtung 2 verlaufenden Reihen angeordnet sind. <tb>Fig. 6<SEP>Die erste Fläche 7 enthält eine Vielzahl von Löchern 10, die in quer zur Transportrichtung 2 verlaufenden Reihen angeordnet sind. Die zweite Fläche 8 enthält einen ebenen Abschnitt 11 und einen daran angrenzenden gekrümmten Abschnitt 12. Der ebene Abschnitt 11 ist gegenüber der Waagrechten um den Winkel α geneigt. <tb>Fig. 7<SEP>Die erste Fläche 7 enthält eine Vielzahl von Löchern 10, die in quer zur Transportrichtung 2 verlaufenden Reihen angeordnet sind. Die erste Fläche 7 und die zweite Fläche 8 sind durch eine Stufe 13 getrennt. <tb>Fig. 8<SEP>Die erste Fläche 7 und auch die zweite Fläche 8 enthalten eine Vielzahl von Löchern 10, die in quer zur Transportrichtung 2 verlaufenden Reihen angeordnet sind. <tb>Fig. 9<SEP>Die mindestens eine Öffnung 6, hier die Löcher 10, in der ersten Fläche 7 sind in einer sie umgebenden Vertiefung 14 angeordnet, um innerhalb der entstehenden Lotwelle einen Druckausgleich zu erzielen und damit die Gleichmässigkeit der Lotwelle zu verbessern.

[0011] Die Löcher 10 können bei allen diesen Ausführungsbeispielen alle den gleichen Durchmesser oder verschieden grosse Durchmesser haben. Die Ausführungsformen der ersten Fläche 7 und die Ausführungsformen der zweiten Fläche 8 dieser Ausführungsbeispiele lassen sich beliebig kombinieren.

[0012] Wenn die Werkstücke durch die Lötanlage 1 transportiert werden, kommt ihre Unterseite in Kontakt mit der Lotwelle. Das Herausfahren der elektrischen und elektronischen Komponenten, mit denen die Unterseite der Leiterplatte bestückt ist, wie auch aller anderen Strukturen, die auf der Unterseite der Leiterplatte vorhanden sind, aus der Lotwelle erfolgt auf kontrollierte Art und Weise, nämlich langsam und stetig, weil das Lot über die geneigte Fläche 8 abgeführt wird. Wie bei den Fig. 7 und 9 gezeigt ist, kann der Übergang von der ersten Fläche 7 zur zweiten Fläche 8 eine Stufe 13 aufweisen. Die Stufe 13 ist allerdings relativ klein bemessen, damit das Herausfahren der genannten Komponenten und Strukturen mit der grössten Tiefe aus der Lotwelle nicht bereits an dieser Stufe 13, sondern erst später über der zweiten Fläche 8 erfolgt. Bei konventionellen Wellenlotmaschinen erfolgt das Herausfahren an einem abrupten Übergang, was bei gewissen Leiterplatten zu Lotfehlern infolge von zu viel Lot, beispielsweise durch Brückenbildung oder Überlotung, führt.

Claims

1. Lötanlage (1) mit einer Lotpumpe (3) zum Löten von Bauteilen, die auf einer Leiterplatte montiert sind, wobei die Leiterplatten in einer horizontal verlaufenden Transportrichtung (2) durch die Lötanlage transportierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotpumpe (3) eine Lotdüse (4) mit einer Wellenplatte (5) umfasst, die eine erste, ebene Fläche (7) und eine zweite Fläche (8) aufweist, wobei die erste Fläche (7) waagrecht ausgerichtet und mit mindestens einer Öffnung (6) zur Bildung einer Lotwelle versehen ist und wobei die zweite Fläche (8) in Transportrichtung (2) gesehen nach der ersten Fläche (7) angeordnet und gegenüber der ersten Fläche (7) um einen vorbestimmten Winkel (α) geneigt ist.

2. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Öffnung (6) in der ersten Fläche (7) der Wellenplatte (5) ein länglicher Schlitz (9) ist, der quer zur Transportrichtung (2) verläuft.

3. Lötanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche (7) der Wellenplatte (5) eine Vertiefung (14) aufweist, in der die mindestens eine Öffnung (6) angeordnet ist.

4. Lötanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche (7) und die zweite Fläche (8) durch eine Stufe (13) getrennt sind, wobei die Stufe (13) im Vergleich zu einer grössten Tiefe der Komponenten und Strukturen, mit denen die Leiterplatte auf der Unterseite bestückt ist, relativ klein bemessen ist, damit das Herausfahren der Komponenten und Strukturen mit der grössten Tiefe aus der Lotwelle nicht bereits an der Stufe (13), sondern erst später über der zweiten Fläche (8) erfolgt.